空调器教案.docx

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空调器教案

【课题】

第七章 空调器

第一节 房间空调器的概念

第二节 空调器常用名词术语

新授课

【教学目标】

1．知识目标：

了解房间空调器的分类、型号、规格及主要性能指标。

2．能力目标：

通过理论知识的学习和应用，培养综合运用能力。

3．情感目标：

培养学生热爱科学，实事求是的学风和创新意识，创新精神。

【教学重点】

房间空调器的分类、型号、规格及主要性能指标。

。

【教学难点】

常用名词术语。

【教学方法】

读书指导法、分析法、演示法、练习法。

【课时安排】

2学时

【教学过程】

〖导入〗

空调系统大多由空气处理设备，空气输送管道和空气分配装置等组成。

按使用场合，使用的目的，处理方式等可组成多种类型。

房间空调器是局部式空调器一种，广泛用于家庭、餐饮娱乐、和办公室等场所。

〖新课〗

第一节 房间空调器的概念

一、房间空调器分类

房间空调器分类三大类：

窗式空调器；分体式空调器；柜式空调器。

1．窗式（整体式）空调器又分为冷风型（L），热泵型（R），电热型（D）和热泵辅助电热型（Rd）。

2．分体式空调器构成：

由室内机组和室外机组构成。

室内机组又分吊顶式，壁挂式，落地式，嵌入式，台式。

根据一台室外机组配置室内机组数的不同，还可分为一拖一式，一拖二式，一拖三式。

也有冷风型，热泵型，电热型，热泵辅助电热型。

3．柜式空调器又分为整体式和分体式。

二、房间空调器的型号

国标GB-7725-87中规定：

空调器——K；

整体房间空调器（窗式、穿墙式）——C；

分体式房间空调器——F。

分体式空调器由室内、室外机组构成。

室内机组有壁挂式（代号G）、落地式（卧式和柜式，代号L）、吊顶式（代号D）、嵌入式（代号K）等，室外机组代号为W。

热泵型代号为R，电加热型代号为D，热泵带辅助电加热型为Rd。

空调器型号排列如下：

例如：

KC-18代表窗式空调器，冷风型，制冷量2700W。

KFR-17GW代表分体壁挂热泵型空调器，制冷量2800W。

KFRd-50LW代表热泵辅助电热型分体立柜式空调器，制冷量7000W。

三、房间空调器的主要参数

1．名义制冷量

在名义工况下，空调器处于制冷运转时，单位时间内从密封房间内除去的热量。

单位为：

W。

kcal/h（大卡时），英热单位Btu/h，换算关系是：

1000W（1kW）=860kcal/h；1W=0.86kcal/h；

1kcal/h=1.16W。

1Btu/h=0.25kcalh=0.293W

例如：

MWD-0.5As进口窗式空调器，其制冷量为5600Btu/h，合1627W。

2．名义制热量

在名义工况下，空调器处于制热运转时，每小时向房间内送入的热量称为空调器的制热量，其单位与制冷量相同。

3．循环风量

又称空调器的送风量，是指空调器在新风门和排风门完全关闭的条件下，单位时间内向房间送入的风量，常用的单位是m3/h。

4．制冷消耗功率

空调器进行制冷运转时，所消耗的总功率，单位为W或kW。

5．性能系数（能效比）

空调器进行制冷运转时其制冷量与所消耗的功率之比为性能系数，用EER表示，单位是制冷量W/耗电量W，如表所示。

名义制冷量/W

性能系数EER/（W/W）

<2500

2.2

2500~4500

2.26

>4500

2.32

6．噪音指标

对空调器的噪音有一定的要求，一般要求低于60dB。

7．空调器的工作环境温度：

冷风型为-18~-43℃（环境温度过高不适用）；

热泵型为5~43℃（0℃以下不适用）；

电加热型<<43℃；

热泵辅助电加热型为-5~43℃。

空调器的其他技术参数还有温度参数，外形尺寸和重量。

马力数HP：

表示一台空调器制冷量的大小，俗称的1匹机、2匹机等。

1匹（HP）相当于2616W，2匹相当于5814W。

特别要提出注意的是，不要以1HP=745W来计算空调器的制冷量。

第二节 空调器常用名词术语

一、空气温度

1．干球温度和湿球温度

干球温度：

干球温度计球部不包潮湿棉纱所指示的温度值。

湿球温度：

在稳态条件下，湿球温度计球部包潮湿棉纱所指示的温度值。

2．干湿球温差

在干湿球温度计测量未饱和空气时，干球、湿球温度计所指示的温度值不相同，两者之差称为干湿球温差。

此温差越大，表明空气越干燥。

反之，空气越潮湿。

3．露点温度

一定大气压下，湿度不变时，空气中的水蒸气冷凝成水（凝露）的温度称为露点温度，当温度达到露点温度时，空气由未饱和状态变为饱和状态。

空气的相对湿度=100%。

通常，在空调系统中，把接近饱和状态、相对湿度为90%—95%的空气的温度称为机器露点温度。

4．饱和温度

在某一给定压力下，气液两相达到饱和时所对应的温度称为饱和温度。

此温度下的液体和气体分别称为饱和液体与饱和气体。

二、湿度和含湿量

1．绝对湿度

每立方米空气中所含水蒸气量，单位g/m3。

2．相对湿度

空气中水蒸气含量与相同温度、饱和状态下水蒸气含量的比值为相对湿度，用表示。

3．含湿量

含湿量是指1kg干空气中所伴有的水蒸气量，单位为克/千克（g/kg）。

三、空气压力

1．大气压力

地球表面的空气层在单位面积上的压力，单位为帕（Pa）或千帕（kPa）。

2．静压、动压、全压

在空调中，风机压力常以mmH2O（毫米水柱）作单位，1mmH2O=9.8Pa。

（1）静压 以大气压为零点的相对静止压力（空气对于管道壁的垂直作用力），其值高于大气压为正，低于大气压为负。

（2）动压 流动空气所体现出的压力，与速度平方成正比，其值为正。

（3）全压 静压与动压的代数和，可正可负。

四、空气流动与阻力

空调房间内空气的流动速度对人体的舒适有很大影响，一般应使人无吹风感觉为宜。

通常，空调房间的气流速度在夏季为0.3m/s以下，在冬季为0.5m/s以下。

1．新风 空调房间从外引入的空气，用以代替被调空间的全部或部分空气。

起到空气更新的作用。

根据卫生部要求，除密闭空间外，一般空调对象均需引入新风。

2．回风 回风是被调空间抽出或返回空调器的空气。

空调器采用部分回风，以减少能耗。

3．送风 经送风部件送入被调空间的空气。

4．排风 被调空间排到大气中不循环的空气。

5．摩擦阻力 由于流体的粘性以及流体间相对位置移动产生摩擦而形成的阻力，也叫流程阻力。

6．局部阻力 空气通过管道中的弯头、三通以及阀门、扩口、缩口时，因流动方向改变和流通面积突然变化而产生的阻力。

7．压力损失 由于空气在管道中流动存在摩擦阻力和局部阻力等因素造成的送风压力下降。

8．噪声 指是空调器的机械噪声和空气动力性噪声。

〖练习〗

复习题 p2977-1~7-3

〖板书〗

第一节 房间空调器的概念

一、房间空调器分类

1．窗式（整体式）2．分体式空调器构成3．柜式空调器又分为整体式和分体式。

二、房间空调器的型号

三、房间空调器的主要参数

1．名义制冷量

2．名义制热量

3．循环风量

4．制冷消耗功率

5．性能系数（能效比）

6．噪音指标

7．空调器的工作环境温度：

第二节 空调器常用名词术语

一、空气温度

1．干球温度和湿球温度

2．干湿球温差

3．露点温度

4．饱和温度

二、湿度和含湿量

1．绝对湿度

2．相对湿度

3．含湿量

三、空气压力

1．大气压力

2．静压、动压、全压

3．循环风量

4．制冷消耗功率

5．性能系数（能效比）

6．噪音指标

7．空调器的工作环境温度：

四、空气流动与阻力

新风 2．回风 3．送风 4．排风 5．摩擦阻力 6．局部阻力 7．压力损失 8．噪声

第三节 窗式空调器的原理和结构

新授课

【教学目标】

1．知识目标：

掌握窗式空调器的结构特点及工作原理。

2．能力目标：

能够拆解空调器，熟悉各部件的街头特点。

3．情感目标：

培养学生热爱科学，实事求是的学风和创新意识，创新精神。

【教学重点】

窗式空调器的工作原理。

【教学难点】

窗式空调器的工作原理。

【教学方法】

读书指导法、分析法、演示法、练习法。

【课时安排】

2学时

【教学过程】

〖新课〗

第三节 窗式空调器的原理和结构

窗式空调器型式有标准式（又称卧式）和钢窗式（又称竖式）如图所示

窗式空调器功能：

制冷、除湿、除尘、通风或冷热两用等。

一、单冷式窗式空调器

单冷式窗式空调器组成：

制冷循环系统、风路系统、电路控制系统、外箱等部分。

如图所示分别为单冷式窗式空调器制冷系统及工作原理图。

1．制冷系统

制冷原理：

利用制冷剂蒸发后被压缩机吸入并压缩成高压高温，排出到冷凝器冷凝成液态，经毛细管节流降压进入蒸发器蒸发吸热成汽态，从而达到降低周围温度，实现制冷的目的，另有一套通风系统。

组成：

压缩机、冷凝器、蒸发器、毛细管，采用的制冷剂为R22。

（1）压缩机

采用旋转式压缩机，结构如图所示。

工作过程如图所示。

旋转式与往复式比较特点。

a．重量轻；

b．效率高；

c．噪音和振动小；

d．功耗小，起动平稳。

（2）冷凝器

作用：

将压缩机排出的高温高压制冷剂气体冷凝成液态，结构形状如图所示。

（3）蒸发器

作用：

制冷剂经毛细管，进入蒸发器，吸热，与外界空气进行热交换降低空气温度，在离心风扇的作用下进入房间，也通过蒸发器叶片把空气冷却到露点以下，降湿。

窗式空调器中使用的蒸发器如图所示。

（4）毛细管

作用：

节流和降压。

结构简单、价格低廉，在小型制冷空调系统中广泛采用。

（5）干燥过滤器

作用：

去除系统中的水分和脏东西，防止冰堵和脏堵。

2．通风系统

通风系统组成：

离心式风机、轴流式风机、风扇电动机及风道等，构成了室内空气循环、室外空气冷却、新风三个系统。

①室内空气循环系统

室内空气经过滤尘网除尘，蒸发器冷却，进入离心风机，再经叶轮压缩提高压力，排入风道，通过风道和出风口送至室内。

②室外空气循环系统

室外空气被空调器叶窗吸入，经轴流风扇吹向冷凝器及其换热片，让冷凝器管道中的制冷剂迅速冷凝，热空气从空调器后部排出，以加强冷凝效果。

③新风系统

作用：

将室内的脏空气排出，吸入新鲜空气，系统如图所示。

（1）离心风机

功用：

是将室内的空气吸入，实现室内空气循环。

组成：

机壳、叶轮、轴和轴承等，外形如图所示。

特点：

风量大，噪声小。

（2）轴流风扇

作用：

将冷凝器中散发出的热量强制吹向室外。

结构如图所示。

（3）风扇电动机

多是单相异步电动机，外形如图所示。

组成：

转子、定子、端面、转轴与轴承等。

（4）风道

作用：

冷（热）空气，室内、外空气交换的通道。

3．电气系统及主要部件

电气系统作用：

控制空调器运行，并实现电气启动、电气保护和多功能控制等功能。

组成：

压缩机电动机、风扇电动机、中间继电器、温度控制器、主令开关、起动继电器、过载保护器等，如图所示。

（1）D1压缩机电机

与压缩机构为一体，电容启动方式。

（2）ZK主控开关

主控开关是接通风机、压缩机的电源开关。

（3）RJ过载过热保护继电器

功用及外形与电冰箱的过载保护继电器相同，但不可通用。

（4）压力式温控器

功用和结构与电冰箱的温控器相同。

4．窗式空调器的外箱

组成：

箱体、底盘和面板等。

二、热泵式冷热两用窗式空调器

热泵式实现冷热两用的关键是多了一个电磁四通换向阀。

电磁四通换向阀的外形如图所示。

内部结构组成：

电磁控制、阀气室、柱塞、滑块与活塞等。

（1）制冷循环：

如图a。

（2）供暖循环：

如图b。

三、电热式冷热两用窗式空调器

电热式空调器，如图所示。

电热式空调器的制冷部分与单冷式空调器一样，只在制热时，利用安装在蒸发器内侧的电热器来给室内供热,压缩机停止运行，电热器和风机工作，向室内送热风。

缺点是耗电量大。

〖练习〗

复习题 p2977–4~7–5

〖板书〗

第三节 窗式空调器的原理和结构

一、单冷式窗式空调器

1．制冷系统

2．通风系统

3．电气系统及主要部件

4．窗式空调器的外箱

二、热泵式冷热两用窗式空调器

三、电热式冷热两用窗式空调器

第四节 分体式空调器的原理和结构

新授课

【教学目标】

1．知识目标：

掌握分体式空调器的结构特点及工作原理。

2．能力目标：

通过理论知识的学习和应用，培养综合运用能力。

3．情感目标：

培养学生热爱科学，实事求是的学风和创新意识，创新精神。

【教学重点】

分体式空调器的工作原理。

【教学难点】

分体式空调器的工作原理

【教学方法】

读书指导法、分析法、演示法、练习法。

【课时安排】

2学时

【教学过程】

〖新课〗

第四节 分体式空调器的原理和结构

分体式空调器类型有壁挂式、落地式、台式、吊顶式、吸顶式、埋入式等。

主要特点：

1．外形美观，运转宁静。

2．检修与安装方便。

3．增加了冷凝器的传热面积和风量，散热条件比窗式空调器好。

分体式空调器多为热泵型冷热两用。

这里主要讨论壁挂式空调器。

一、壁挂式空调器

1．室内机组

组成：

热交换器、送风风扇、过滤尘网、百叶窗及面板、控制部分等，外形及面板如图。

内部结构如图所示。

室内外连线见图所示。

循环见图所示。

2．壁挂式空调器的室外机组

组成：

压缩机、室外换热器、风扇及风扇电机等。

全安装在一个箱壳内。

如图所示单风扇室外机组结构图。

二、其他几种分体式空调器

1．落地式空调器

室内、外机组如图所示。

2．吸顶式空调器

如图所示，送风方式有二向、三向、四向等多种，如图所示。

吸顶式空调送风方式

制冷、制热循环如图。

制冷循环制热循环

〖练习〗

复习题 p2977-6

〖板书〗

第四节 分体式空调器的原理和结构

一、壁挂式空调器

1．室内机组

2．壁挂式空调器的室外机组

二、其它几种分体式空调器

1．落地式空调器

2．吸顶式空调器

第五节 柜式空调器

第六节 房间空调器的电路及零部件

新授课

【教学目标】

1．知识目标：

了解房间空调器的基本控制电路及其各主要电气部件的功用。

2．能力目标：

通过理论知识的学习和应用，培养综合运用能力。

3．情感目标：

培养学生热爱科学，实事求是的学风和创新意识，创新精神。

【教学重点】

房间空调器的基本控制电路。

【教学难点】

房间式空调器主要电气部件的功用

【教学方法】

读书指导法、分析法、演示法、练习法。

【课时安排】

2学时

【教学过程】

〖新课〗

第五节 柜式空调器

分类：

按组合方式分：

整体式、分体式。

按冷却方式分：

有风冷式、水冷式。

特点：

（1）制冷量比较大。

（2）空调器在工厂组装，接好管路，不必现场安装。

（3）运行噪声小。

（4）使用调节方便。

（5）拆装方便。

（6）使用范围广。

一、风冷式柜式空调器的原理与结构特点

组成：

压缩机、冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀（或毛细管）、蒸发器、空气过滤器、室内外风机等。

分室内、室外机组两个部分，由制冷剂管道和电线连接。

室外机组：

有压缩机、冷凝器和风机等。

室内机组：

有蒸发器和低噪风机。

图示为格力牌风冷式热泵柜式空调器结构。

下图为格力牌热泵柜式空调器的控制屏幕功能示意图。

运行模式：

自动运行、制冷运行、抽湿运行三种模式，根据环境温度与设定温度的不同关系来转换。

图为风冷式柜式空调器的制冷系统原理图。

工作原理：

液态制冷剂膨胀阀节流蒸发器并吸收被冷却空气的热量回气管被压缩机吸入压缩变成高温高压的过热蒸气冷凝器被室外空气冷却，凝结成高压液体，干燥过滤器膨胀阀，再一次循环。

二、柜式冷热风机

冷热风机在冷风机制冷系统的基础上，加装一套加热系统。

采用热泵式或电加热器。

如图所示为热泵型风冷热风机的系统原理图。

第六节 房间空调器的电路及零部件

空调器的电路分类：

按照供电电源可分为：

（1）单相供电电源电路；

（2）三相供电电源电路。

按照控制功能可分为：

（1）单冷型控制电路；

（2）电热型控制电路；

（3）热泵型控制电路；

（4）热泵辅助热型控制电路。

按照空调器的结构形式分为：

（1）窗式控制电路；

（2）分体式控制电路；

（3）一拖二型控制电路。

按照控制方式可分为：

（1）机械开关式控制电路；

（2）电子式控制电路；

（3）微电脑控制电路，其中又分为线控和无线遥控两种方式。

一、窗式空调器基本控制电路

窗式空调器的电源有单相和三相，供电电压分别为220V和380V。

1．单冷式窗式空调器电路工作原理

电路如图所示。

2．热电型空调器电路工作原理

电路如图所示。

3．热泵式空调器电路工作原理

热泵式空调器电路如图所示。

制冷工况时与单冷式工作原理相同。

二、分体式空调器的电气控制电路

分体式空调器电路分为室内机组电路和室外机组电路。

室内机组电路如图所示。

室外机组电路如图所示。

三、空调器的主要电气部件及功用

1．压缩机电动机

驱动压缩机工作，使制冷系统中的制冷剂得以循环。

目前，采用双极电动机来驱动压缩机，图为压缩机电动机。

2．风机电动机

作为鼓风装置的原动力。

目前多采用低载轻型的电动机。

3．电容器

使用的电容器类型：

金属膜电容器和纸电解电容器，用于压缩机和风机电动机运行和起动。

用得最多的是金属膜电容器。

4．过载保护器

防止空调器过载运行时间过长烧毁压缩机电动机而设置的。

5．薄膜按键开关

薄膜按键开关简称薄膜开关，用作空调器的电子控制开关，如图所示。

特点：

体积小、密封性好、性能稳定、寿命长，且外形美观、色彩鲜艳、安装连接简便。

是一个无自锁的按动开关。

6．红外遥控器

组成：

红外遥控发射器和遥控接收器。

结构框图如图所示。

图示为遥控接收器结构框图。

7．自动温度控制器

温控器示为保证室内温度维持在所需要的水平上，自动控制压缩机的开停。

常用的有压力式温控器、电子式温控器。

电路组成：

测量电桥、LM339电压比较器。

图为电子式温控电路。

特点：

采用集成电路及发光管，造型漂亮新颖，结构紧凑，灵敏度高等。

8．基本单元电路

（1）3min延时电路

作用：

压缩机停转后，制冷系统内高低压力的平衡需要2~3min，为避免系统压力的不平衡造成负载加重，使压缩机电动机无法启动而烧毁。

（2）电网电压过压、欠压检测保护电路

作用：

为避免电网电压的波动对空调器的过压或欠压而损坏。

〖练习〗

〖板书〗

第五节 柜式空调器

分类：

特点：

一、风冷式柜式空调器的原理与结构特点

二、柜式冷热风机

第六节 房间空调器的电路及零部件

一、窗式空调器基本控制电路

1．单冷式窗式空调器电路工作原理

2．热电型空调器电路工作原理

3．热泵式空调器电路工作原理

二、分体式空调器的电气控制电路

三、空调器的主要电气部件及功用

1．压缩机电动机

2．风机电动机

3．电容器

4．过载保护器

5．薄膜按键开关

6．红外遥控器

7．自动温度控制器

8．基本单元电路

第七节 微电脑控制的空调器

新授课

【教学目标】

1．知识目标：

了解微电脑控制的空调器的电路组成与原理，熟知其操作，了解微电脑空调器的除霜过程。

2．能力目标：

通过理论知识的学习和应用，培养综合运用能力。

3．情感目标：

培养学生热爱科学，实事求是的学风和创新意识，创新精神。

【教学重点】

微电脑控制的空调器的电路组成与原理。

【教学难点】

微电脑控制的空调器的电路组成与原理。

【教学方法】

读书指导法、分析法、演示法、练习法。

【课时安排】

2学时

【教学过程】

〖新课〗

第七节 微电脑控制的空调器

微电脑控制的空调具有舒适、可靠、节能、低噪、操作简单等特点。

一、微电脑控制器的组成

组成：

微电脑、传感器（热敏电组）、控制开关（红外线遥控器）、显示器、继电器、辅助电加热器和电源等。

控制功能：

温度控制、风量控制、节能控制、湿度控制、风向控制、睡眠控制、定时控制、制热时防止冷风吹出控制、除霜控制、压缩机过热或过载时的停机控制。

二、微电脑空调器控制电路与原理

图示为分体壁挂式微电脑控制电路框图。

表为热泵型空调器的微电脑控制方式。

功  能

控制方式

运行操作功能

通常运行

空调器连续运行

自动回路

室温恒定的程序控制，5小时内室内风量自动调节

睡眠回

睡眠前，设定控制的室温及运行时间，最长可控制10小时，在此期间自动调节

定时器（通断）

能与通常运行、自动回路、睡眠回路组合，可调定12小时

自动控制功能

室内风机自动控制

根据设定室温与实际室温之差，能自动切换室内风机的转速挡位

制热供暖时对送风温度控

通过传感器对室内制热时的送风温度进行控制

制热时热负荷过载自动调节

当热负荷过载时，能根据热交换器的传感器检测，对室内外风机、压缩机进行调节控制，卸载

安全保护定时器

压缩机停机后间隔3分钟延时

冷热自动切换

根据设定室温与实际室温之差，进行制热、制冷自动切换

室温自动控

根据回风温，对压缩机的运行和停止进行控制

除霜自动控制

根据制热能力下降检测，通过内存程序进行除霜的自动控制

三、微电脑空调器的操作

由遥控器进行控制不同工作方式的选择。

1．正常运行

通过遥控器键盘对湿度、温度、时间和风量等参数进行设定。

微电脑按用户的要求控制空调器运行。

2．自动运行

制冷时，自控温度为27℃；制热时，自控温度23℃。

图所示为室内风扇的自动特性曲线。

3．睡眠方式

在空调运行时具有舒适和节能的功能，形成一种有利于健康的睡眠环境，避免过冷过热其动作特性如图所示。

四、微电脑空调器的除霜

微电脑除霜系统用集成电路代替原来的机械除霜装置，使用传感器进行室内温度监测，所测温度TC经微电脑进行记忆、运算，发出除霜指令，通过对电磁换向阀的控制，达到除霜目的。

图为微电脑除霜的流程框图。

微电脑控制的空调器有自我诊断功能，通过自我诊断程序判断工作异常状态，分别由LD1，LD2，LD3，LD4指示灯显示诊断结果，如表所示。

指示灯

工作异常诊断

原  因

补  救

LD1亮

信号发送和接收错误

控制板电缆连接不好；远程控制器板传送电路故障；室内微处理器板接收故障

1．检查修理控制电缆

2．换远程控制板

3．换室内微处理器

LD1亮

信号发送和接收错误

控制板电缆连接不好；远程控制器板传送电路故障；室内微处理器板接收故障

1．检查修理控制电缆

2．换远程控制板

3．换室内微处理器

LD2亮

室内绕组结冰保护装置动作

室内/室外电缆布线故障；室内排空气周期短,空气过滤器太脏,冷却负荷太小

LD3亮

室外部分错

LD3亮室外部分错室内/外电缆布线故障；控制电路熔断丝熔化；接触器等异常。

1．检查室内外电缆布线

2．换熔断丝

3．检查接触器

LD4亮

室内微处理器板错（时钟错）

室内微处理器输入电路故

更换室内微处理器板

〖练习〗

复习题 

〖板书〗

第七节 微电脑控制的空调器

一、微电脑控制器的组成

二、